实验二  电涡流传感器位移实验

    一、实验目的：了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性；了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。

    二、基本原理：通以高频电流的线圈会产生高频磁场，当有导体接近该磁

场时，会在导体表面产生涡流效应，而涡流效应的强弱与该导体与线圈的距离有关，

因此通过检测涡流效应的强弱即可以进行位移测量。

影响涡流效应的强弱除了上面提及的因素外，与金属导体本身的电阻率和磁导率也有关系，因此不同的材料就会有不同的涡流效应，从而改变电涡流传感器的测量性能。

    三、需用器件与单元：电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、

数显单元、测微头、铁圆片、铜和铝的被测体圆盘

    四、实验步骤：

    1、根据图８－１安装电涡流传感器。

 

   2、观察传感器结构，这是一个扁平的多层线圈，两端用单芯屏蔽线引出。

   ３、将电涡流传感器输出插头接入实验模板上相应的传感器输入插口，传感器作为由晶体管T1组成振荡器的一个电感元件。

   ４、在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。

    ５、将实验模板输出端V0与数显单元输入端Vi相接。数显电压表量程置20V档。

    ６、用连接导线从主控箱接入＋15V直流电源到模板上标有+15V的插孔中。

    ７、移动测微头与传感器线圈端部接触，开启主控箱电源开关，记下数显表读

数，旋转测微头每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止，将结果分别填入表8-1、8-2、8-3。

    表8-1：被测体为铁圆片时的位移与输出电压数据

                            表8-2：被测体为铝圆片时的位移与输出电压数据

表8-3：被测体为铜圆片时的位移与输出电压数据

                                 

   8、根据表8-1、8-2、8-3数据，分别画出V-X曲线，根据曲线找出线性区域及选择位移测量时的最佳工作点，试计算量程为1mm、3mm及5mm时的灵敏度和非线性误差（可以用端基法或其它拟合直线）。

    五、思考题：

    1、电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量±3mm的量程应如

何设计传感器处理电路？

2、用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据量程选用传感器。

3、若被测体为非金属材料，是否可利用电涡流传感器进行位移测试？

第二篇：实验二 电涡流式传感器的静态标定

实验二  电涡流式传感器的静态标定

一、实验目的：

1、了解电涡流式传感器的工作原理及工作性能；

2、掌握电涡流式传感器的静态标定方法。

二、实验原理：

电涡流式传感器由平面线圈和金属涡流片组成(如下图所示)，当线圈中通以高频交变电流后，在与其平行的金属片上会感应产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率，导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关。当平面线圈、被测体(涡流片)、激励源确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与距离X有关，将阻抗变化转为电压信号V输出，则输出电压是距离X的单值函数。

 

三、实验所需单元及部件：

涡流变换器、F/V表、测微头、铁测片、电涡流传感器、示波器、振动平台、金属涡流片、主、副电源。

四、实验步骤：

 (1) 装好传感器（传感器对准铁测片安装）和测微头。

 (2) 观察传感器的结构，它是一个扁平线圈。

 (3) 用导线将传感器接入涡流变换器输入端，将输出端接至F/V表，电压表置于20V档，见图1，开启主、副电源。

(4) 用示波器观察涡流变换器输入端的波形。如发现没有振荡波形出现，再将传感器远离被测体。

    可见，波形为           波形，示波器的时基为           us/cm，故振荡频率约为           。

 

图 1

 (5) 调节传感器的高度，使其与被测铁片接触，从此开始读数，记下示波器及电压表的数值，填入下表：

建议每隔0.10mm读数，到线性严重变坏为止。根据实验数据，在座标纸上画出V-X曲线，指出大致的线性范围，求出系统灵敏度。（最好能用误差理论的方法求出线性范围内的线性度、灵敏度）。

(6) 观察电涡流传感器的激励信号频率，随着线圈与电涡流片距离的变化，信号幅度也发生变化，当涡流片紧贴线圈时电路停振，输出为零。

五、注意事项：

1、模块输入端接入示波器时由于一些示波器的输入阻抗不高（包括探头阻抗）以至影响线圈的阻抗，使输出V变小，并造成初始位置附近的一段死区，示波器探头不接输入端即可解决这个问题。

2.、被测体与涡流传感器测试探头平面尽量平行，并将探头尽量对准被测体中间，以减少涡流损失。